VGA senzory IRS2976C aneb vítejte znovu v prostoru

Ať už si to zrovna uvědomujeme, či nikoli, celý svět okolo nás již od malička bedlivě pozorujeme a také vnímáme nejen hezky barevně, ale rovněž ve všech třech rozměrech. Je to zcela přirozené a není na tom zapotřebí cokoli měnit. Ale co taková elektronická zařízení – jsou na tom stejně? A pokud ne, co s tím jako vývojáři uděláme?

Nebojte se tří os

Díky součástkové základně od firmy Infineon Technologies již nemusí být žádné chytré zařízení odtrženo od živé reality. Vždyť také s novinkou, kterou známý výrobce představil koncem února [1] ve spolupráci s pmdtechnologies, specialistou na 3D systémy „time-of-flight“, může nyní zvládnout ještě více. Jednat se bude o CMOSový VGA senzor ToF s označením IRS2976C, další vývojový stupeň zlepšující vlastnosti snímače IRS2877C stejného druhu, a také nový prvek produktové rodiny REAL3™, kterou již můžete znát z našeho dřívějšího článku [2].

Zavedení pokročilé technologie pixelů firmy Infineon zde umožňuje dosahovat kvantové účinnosti 30 procent a více, tedy úrovně, ke které jsme se až dosud mohli dopracovat pouze se snímači BSI (back-side illumination). Takového výsledku však zároveň dosahujeme při zachování ceny spojované se snímači FSI (front-side illumination). IRS2976C tak může být i prvním senzorem ToF na světě s certifikací Googlu Class 3 (Strong) pro rozpoznávání tváře, zatímco je bez potíží ukrytý pod zobrazovací jednotkou mobilního zařízení. Pole působnosti je doopravdy široké, zvláště když systém s nízkou vlastní spotřebou podporuje měření na vzdálenosti přesahující klidně deset metrů. S každým bodem obrazu se kromě toho, podobně jako je tomu v případě všech zástupců rodiny REAL3™, dále pojí chráněná technologie SBI (Suppression of Background Illumination) sloužící k potlačení vlivu osvětlení na pozadí od pmdtechnologies. Robustní výstupy lze proto čekat nejen v místnosti, ale také venku na sluncem zalité scéně, resp. za předpokladu vysokého dynamického rozsahu HDR. Za všechny aplikace, které přichází v úvahu, zmiňujeme např. bezpečnostní ověřování a chytré telefony, platební terminály, dveřní zámky, náhlavní soupravy pro virtuální či rozšířenou realitu (AR/VR), roboty, zařízení internetu věcí apod.

Prvky IRS2976C, které jsou již k dispozici formou vzorků, se pyšní rozlišením VGA s 640 × 480 „hloubkovými“ body. Díky vůbec nejmenšímu provedení (23 mm²) bude senzor kompatibilní s předchozí variantou IRS2877C a nabízí tudíž jednoduchý způsob, jak vše dále zdokonalit, mimo jiné ve spojení s nejnovějším budičem VCSEL, IRS9102C od stejného výrobce. Více informací získáte na webových stránkách Infineon [3]. A jak celý 3D systém převádějící v reálném čase vše okolo sebe do digitálního prostoru vlastně funguje? Klíčovými částmi modulu kamery zde budou snímač ToF, zdroj infračerveného záření o vlnové délce 850 nebo 940 nm společně s budičem a také samotná optika. Modulovaný IR výstup je nyní po odrazu od předmětu zachycen snímačem, který u každého z pixelů změří amplitudu a také fázový posun. Kromě vysoce spolehlivé informace o vzdálenostech navíc obdržíme obraz celé scény ve stupních šedé.

Obr. 1  Nejen samotné funkce, ale též obrovskou flexibilitu při optimalizaci návrhů s 3D kamerami nově slibují snímače ToF IRS2976C od firmy Infineon [1]

Obr. 2  K obecnému principu činnosti obrazových 3D snímačů REAL3™ [3]

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.infineon.com/cms/en/about-infineon/press/market-news/2023/INFPSS202302-067.html

[2] REAL3™ sází na 3D, ToF i HVGA. Jeden snímač musí stačit, https://www.dps-az.cz/vyvoj/id:67426/real3-tm-sazi-na-3d-tof-ihvga-jeden-snimac-musi-stacit

[3] ToF 3D image sensors, www.infineon.com/real3